浅谈出钢机液压系统的设计

　　引言

　　在许多轧钢厂的推钢式出钢机设计中，较多采用了出钢机出料的方式。相对于其他轧钢设备，出钢机并不复杂，笔者以马钢高线厂出钢机为例，介绍出钢机液压系统的设计。

　　1 出钢机的主要性能

　　马钢高线厂出钢机包括横移机构和出钢机构。横移机构由两只并列的液压缸驱动，由于被牵引移动的出钢推杆装置底座装有滚轮，驱动时只需克服较小的摩擦力，所以两个横移油缸所需工作压力较低，但工作行程大，动作频繁。出钢机构是由电机通过减速箱带动一只辊轮，辊轮则以一定压力压在出钢推杆上并利用摩擦力带动推杆前进，完成出钢动作。其中辊轮压下夹紧就是由液压缸完成，相对于弹簧压下，更易于控制，抬起方便等优点显而易见。夹紧缸在出钢机正常工作时没有动作要求，只需少量油液满足液压阀及油缸的需要，但其工作压力相对于横移缸则高出很多。

　　2 系统流量调节方式的确定

　　这是所有液压系统设计中必须首先考虑的，除了执行机构所需流量基本都相差无几的情况下，笔者认为应尽量少用定量泵加溢流阀的方式调节流量，因为如果需要降低流量时必须通过溢流阀，而溢流阀的调定压力又一定要高于系统正常工作压力，这样工作时不仅流量富裕，且系统压力过高，无用功率较大，效率低下。一般比较常用的是采用变量泵或是定量泵加蓄能器。变量泵方式的优点是体积小，控制简单，压力波动小，但相对于定量泵加蓄能器的方式来说泵的成本较高，更重要的是变量泵组的泵排量和电机功率一般情况下要大很多，因为变量泵要满足系统中的最大流量，而定量泵加蓄能器的方式则只需要满足系统的平均流量。对于出钢机液压系统，平均流量于系统最大流量相差很大，因此综合考虑在设计中选用了定量泵加蓄能器作为系统的动力源。

　　3 系统压力回路的确定

　　出钢机液压系统的设计，笔者认为重要的是泵站对两种工作压力的控制问题。常见的方法: ( 1) 用一组泵( 2 用1 备) 及蓄能器分别为横移缸及夹紧缸提供动力源，一组低压一组高压，互不干涉; ( 2) 用两组泵( 1 用1 备) 及蓄能器，工作压力设为夹紧缸所要求的压力，在横移缸控制阀组( 而不是蓄能器前) 上设减压阀，来满足所需的低压，即供油管为1 根，即 P 管。比较两种方案，各有优点，又都有不足。第一种做法，为夹紧缸提供动力的泵组由于夹紧缸所需流量极小而实际上长期处于泄荷状态，且由于增加了1 套泵组，加上备用泵组、安全泄荷阀等元件，不仅增加了投资，还使整个液压站相对占地面积增大; 第二种方案在其他系统设计中经常使用，但对于出钢机系统来说，由于夹紧缸与横移缸所需工作压力相差过大，而横移缸的工作流量占整个系统流量的主要部分。大部分油液通过减压阀以后推动横移缸移动。这样整个系统的工作效率就很低了。而且无用功转化为热能，使油液温升过高，这又造成工作介质及密封材料使用寿命降低，冷却系统要求能力加大等一系列问题。